In vivo function and mechanism of nuclear receptor PPARβ and p160 coregulators in skeletal muscle
Institution:
Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
In this study we established a transgenic HSA-Cre-ERT2 mouse line, in which the tamoxifen-dependent Cre-ERT2 recombinase is selectively expressed in skeletal muscles myocytes, and Cre-ERT2-mediated ablation of LoxP flanked (floxed) DNA target segments is induced in a skeletal muscle-specific and strictly tamoxifen-dependent fashion. Peroxisome Proliferator-Activated Receptors (PPARs) are members of the nuclear receptor superfamily and regulate diverse biologic events ranging from cell differentiation and development to lipid metabolism and energy homeostasis. Among three PPARs isotypes (, and ), PPAR is the most abundant in skeletal muscle. To determine the in vivo role of PPAR in skeletal muscle and to determine genes and regulatory programs controlled by PPAR in FA and glucose homeostasis, we generated PPARskm-/- mice, in which PPAR is selectively ablated in skeletal muscles of mice. We show here that PPARskm-/- mice have slow to fast fiber type switching with impaired endurance and onset of obesity and type 2 diabetes with aging. We also show that expression of PGC1, a transcriptional coregulator that coordinate fiber type determination is directly controlled by PPAR in skeletal muscle. Thus PPAR plays an important role, in slow oxidative fiber formation and/or maintenance. Transcriptional Intermediary Factor 2 (TIF2) and Steroid Receptor Coactivator 1 (SRC1) are member of mammalian p160/SRC Steroid Receptor Coactivator family, consisting of three members, SRC1, SRC2/TIF2 and SRC3, and were previously reported to act in energy homeostasis in brown and white adipose tissue. To understand their cell autonomous function in skeletal muscle, we ablated them selectively in skeletal muscle myocytes of adult mice. We used the HSA-CreERT2 transgenic mice line, to generate TIF2skm-/- and SRC1skm-/- mouse model, by targeted somatic mutagenesis of TIF2 and SRC1 genes respectively, in skeletal muscle myocytes of adult mice. We show here that TIF2skm-/- mice have fast to slow muscle fiber switching, enhanced endurance and resistance to obesity with improved glucose homeostasis. In contrast, SRC1skm-/- mice have slow to fast muscle fiber switching, impaired endurance and are prone to obesity and diabetes upon aging and high fat diet. Thus TIF2 and SRC1 appear to have opposite effects, in skeletal muscle of adult mice and demonstrate that muscle fiber type switching can be attained genetically in adult skeletal muscle. Moreover, these results suggest that muscle fiber switching in adult skeletal muscle can alter endurance and metabolic rates. Thus nuclear receptor PPAR and p160 coregulators TIF2 and SRC1 are important factors in formation and/or maintenance of muscle fiber type, endurance and metabolism.
Abstract FR:
Dans cette étude nous avons établi une ligne transgenic de la souris HSA-Cre-ERT2, dans laquelle le recombinase Cre-ERT2 tamoxifen-dépendant est sélectivement exprimé en myocytes de muscles squelettiques, et ablation de Cre-ERT2-mediated (floxed) des segments de cible d'cAdn flanqués par LoxP est induit d'une mode muscle-spécifique et strictement tamoxifen-dépendante squelettique. Les récepteurs Proliferator-Activés par Peroxisome (PPARs) sont des membres du récepteur nucléaire superfamily et règlent des événements biologiques divers s'étendant de la différentiation et du développement de cellules au métabolisme de lipide et à l'homéostasie d'énergie. Trois isotypes de PPARs, PPAR est le plus abondant dans le muscle squelettique. Pour déterminer le rôle in vivo de PPAR dans le muscle squelettique et pour déterminer des gènes et des programmes de normalisation commandés par PPAR dans le fatty acides et l'homéostasie de glucose, nous avons produit de PPARskm -/- chez les souris, chez lesquelles PPAR est sélectivement enlevé dans des muscles squelettiques des souris. Nous prouvons ici que PPARskm -/- des souris ont lent à jeûner commutation de type de fibre avec la résistance et le début altérés du diabète d'obésité et de type 2 avec le vieillissement. Nous montrons également cette expression de PGC1 alpha, un coregulator de transcriptional que la détermination du même type de fibre est directement commandé par PPAR dans le muscle squelettique. Ainsi PPAR joue un rôle important, dans la formation et/ou l'entretien oxydants lents de fibre. Le facteur intermédiaire de transcriptional 2 (TIF2) et récepteur stéroïde coactivator 1 (SRC1) sont membre de famille stéroïde mammifère de Coactivator de récepteur de p160/SRC, se composant de trois membres, SRC1, SRC2/TIF2 et SRC3, et ont été précédemment rapportés à l'acte dans l'homéostasie d'énergie dans le tissu adipeux brun et blanc. Pour comprendre leur fonction autonome de cellules dans le muscle squelettique, nous les avons enlevés sélectivement dans des myocytes de muscle squelettique des souris d'adulte. Nous avons employé les souris HSA-Cre-ERT2 transgenic rayons, pour produire de TIF2skm-/- et de SRC1skm -/- modèle de souris, par la mutagénèse somatique visée les gènes de TIF2 et de SRC1 respectivement, dans des myocytes de muscle squelettique des souris d'adulte. Nous prouvons ici que TIF2skm-/- des souris ont rapidement pour ralentir la commutation de fibre de muscle, la résistance augmentée et la résistance à l'obésité avec l'homéostasie améliorée de glucose. En revanche, SRC1skm -/- des souris ont lent à jeûner commutation de fibre de muscle, résistance altérée et sont enclins à l'obésité et au diabète sur le vieillissement et le régime à haute teneur en graisses. Ainsi TIF2 et SRC1 semblent avoir vis-à-vis des effets, dans le muscle squelettique des souris d'adulte et démontrer que la commutation de type de fibre de muscle peut être atteinte génétiquement dans le muscle squelettique d'adulte. D'ailleurs, ces résultats suggèrent que la commutation de fibre de muscle dans le muscle squelettique d'adulte puisse changer la résistance et les taux métaboliques. Récepteur ainsi nucléaire PPAR et p160 les coregulators TIF2 et SRC1 sont des facteurs importants dans la formation et/ou l'entretien du type, de la résistance et du métabolisme de fibre de muscle.